Polski żołnierz przyszłości będzie miał do dyspozycji oddział robotów [Tydzień polskiej nauki w WP]

Młodzi pracownicy naukowi są przyszłością polskiej innowacji. Specjalnie dla nich przygotowaliśmy cykl "Tydzień polskiej nauki w WP", w ramach, którego zaprezentujemy pięć ambitnych osób i ich projektów. Dziś prezentujemy prace doktora Rafała Typiaka, który chce dać polskim żołnierzom system na miarę nowoczesnego pola walki.

Bolesław Breczko, WP Tech: Czym jest SCAR?
Dr Rafał Typiak, Instytut Robotów i Konstrukcji Maszyn, WAT: SCAR to system zarządzania i kontrolowania rojów maszyn dla żołnierza na polu walki.

Co to jest rój maszyn?
Wojsko rozwija się w stronę wykorzystania robotów. Już teraz drony latające są coraz popularniejszym narzędziem do celów rozpoznawczych, a saperzy od lat wykorzystują roboty EOD do podejmowania i niszczenia bomb i innych niebezpiecznych ładunków. Rój będzie po prostu zespołem kilku lub kilkunastu podobnych robotów, który będzie towarzyszył żołnierzom w czasie działań i wykonywał dla nich np. zadania rozpoznawcze.

Żołnierzowi nie wystarczy już jeden robot? Potrzebne będzie więcej?
To, że robotów będzie więcej, to pewne. Problemem będzie to, jak je obsługiwać. Dziś do obsługi jednego robota potrzebny jest jeden lub kilku żołnierzy. Celem mojego projektu nie jest w tej chwili stworzenie samych robotów, ale systemu, dzięki któremu to roboty będą pracować dla żołnierzy, a nie odwrotnie.

Zobacz też: Dzięki jego badaniom na drogach może być bezpieczniej [Tydzień polskiej nauki w WP]

Brzmi to trochę, jak wizja z filmu lub gry science-fiction. Żołnierz jednym kliknięciem albo komendą głosową wyda polecenie rojowi robotów, które zrobią za niego rozpoznanie i przekażą mu wrażliwe informacje bez narażania go na niebezpieczeństwo.
Prawie tak.

Prawie?
Tak, bo komenda będzie wydawana nie dotykowo ani głosowo, ale przez gesty na specjalnym kontrolerze. Doszliśmy do wniosku, że to będzie najwygodniejszy i najbardziej uniwersalny sposób dla żołnierzy. Komendy głosowe mogą nie zadziałać np. w sytuacji ostrzału.

Gesty na kontrolerze?
Tak, w tej chwili to coś jak mini-joystick, który będzie można zamontować na broni lub dowolnym elemencie wyposażenia żołnierza, albo używać go zupełnie niezależnie.

Powiedziałeś, że na razie nie budujecie samych robotów. Czyli co budujecie?
System łączności, zbierania informacji, obrazowania i zarządzania.

Zobacz też: Oszuści w maskach. Ten system ich nie przeoczy [Tydzień polskiej nauki w WP]

Czy to nie jest trochę, jak zabieranie się do tematu od tyłu?
Wręcz przeciwnie. System prowadzenia działań w strukturach wojskowych jest bardzo mocno uregulowany, w przeciwieństwie do tego co pokazują filmy akcji. Każde zadanie posiada szereg czynności i regulacji, do których trzeba się dostosować. Dodatkowo, każde zadanie różni się od siebie, w zależności o tego jaki rodzaj oddziałów wojsk je wykonuje.

Gdybyśmy najpierw stworzyli taki rój, a dopiero potem system do jego zarządzania wpadlibyśmy w formalizm tego roju i samo rozwiązanie byłoby hermetyczne. To co my robimy można sobie wyobrazić, jako budowa autostrady, z której będą mogły korzystać dowolne pojazdy. Zarówno te, istniejące dziś jak i te, które powstaną w przyszłości. Właśnie takie podejście do tematu gwarantuje, że w momencie zakończenia projektu nie będzie on od razu przestarzały.

Czy to znaczy, że twoja praca jest czysto teoretyczna? Na papierze?
Nie. Budujemy realny, funkcjonujący system, który za dwa lata będzie działał. Możliwe, że jeszcze nie na w pełni autonomicznym roju maszyn, ale będziemy mieli gotowe rozwiązanie, które będzie można zastosować na dowolnym nośniku. Nawet na żołnierzach.

Zobacz też: Jej marzenie to internet bez fejków [Tydzień polskiej nauki w WP]

Czyli ty zbudujesz system, a budowę maszyn zostawisz komuś innemu?
Chcę też zbudować maszyny. Ale, to dopiero pieśń przyszłości. Obecny projekt zakłada zbudowanie systemu.

Czy będzie to system wyłącznie dla wojska? Czy będzie można go wykorzystać też w innych zadaniach? Bo twój system brzmi, jak idealne narzędzie np. dla służb poszukiwawczych, strażaków czy ratowników morskich.
Docelowo system będzie można wykorzystać też w innych dziedzinach.

Czyli system łączności nie będzie szyfrowany? Bo nie wyobrażam sobie, że wojsko oddałoby taki system cywilom. To by narażało całość projektu na przejęcie lub unicestwienie przez przeciwnika.
W tej chwili system łączności nie jest szyfrowany i działa na publicznej sieci LTE. Ale nie będzie najmniejszego problemu żeby wykorzystać szyfrowane wojskowe systemy łączności, gdy tylko będzie taka potrzeba.

Dlaczego od początku nie budujesz go na wojskowych systemach łączności?
Jest to związane z dwoma zagadnieniami. Po pierwsze obsługa sprzętu wojskowego takiej klasy jak radiostacje wojskowe wymaga uprawnień do dostępu. Do tego dochodzi jeszcze problem magazynowania i obsługi w czasie projektu. Może nie jest to oczywiste na pierwszy rzut oka, ale ten rodzaj sprzętu jest naprawdę ważny, z punktu widzenia bezpieczeństwa państwa. Oznacza to, że aby móc z niego korzystać, trzeba by poświęcić znaczącą część czasu i środków wyłącznie na jego pozyskanie i przechowywanie.

Drugim problemem jest wymagana przepustowość, czyli limit na to ile informacji można przesłać w zadanym czasie. System komunikacyjny budujemy od podstaw. Wszystkie mechanizmy zapytań i odpowiedzi to dane. Dane, które trzeba przesłać w zadanym czasie, aby móc powiedzieć, że system działa sprawnie. Jeżeli zaczniemy się ograniczać poprzez stosowanie radiostacji wojskowych, posiadających dość rygorystyczny limit przepustowości, jest wiele prawdopodobne, że nie bylibyśmy w stanie osiągnąć zamierzonej funkcjonalności.

Jaki jest sens budowania systemu, z którego wojsko nie może skorzystać?
Wojsko będzie mogło z niego korzystać, jak projekt osiągnie poziom technologiczny, czyniący go gotowym do wdrożenia. W takiej sytuacji, zadaniem przystosowania zajmą się pewnie ośrodki z PGZtu, a nie uczelnia. Poza tym, wpasowuje się to w mój plan rozwoju całego przedsięwzięcia. Jeżeli Wojsko Polskie wyrazi chęć wdrożenia, czas jaki zajmie im proces dostosowania będzie można w uczelni spożytkować na budowę pierwszych rojów. Nie jest system na dziś, tylko na to co będzie za kilka-kilkanaście lat.

Powtórzę, to co mówiłem wcześniej: nie ma sensu budować rozwiązania, które staje się przestarzałe w momencie oddania do użytku. Musimy być gotowi na mechanizmy i technologie, które dziś jeszcze po prostu nie istnieją.

Ile osób jest w zespole, któremu przewodzisz?
Około 20. Połowa mechaników i połowa elektroników – informatyków.

To dużo, czy mało?
Zależy. Jak na standardy WAT-owskie, to dużo, jak na europejskie, to raczej mało.

Skąd u ciebie w ogóle zainteresowanie taką tematyką?
Zainteresowanie było od zawsze. Od dziecka marzyłem o tym, że kiedyś zbuduję transformersa i szczerze mówiąc nadal w to wierzę. Ale żeby przełożeni nie mieli wątpliwości, to dodam, że oczywiście nie w tym projekcie.

Budowałeś roboty z części po mikrofalówce, jak byłeś mały?
Nie. Nie mieliśmy mikrofalówki. Ale pomagałem tacie w jego projektach, bo też jest inżynierem i często przynosił pracę do domu.

To kiedy w takim razie zacząłeś budować roboty?
Od momentu rozpoczęcia mojej pracy na WAT-cie. Szukali automatyka, więc się zgłosiłem i zostałem przyjęty. Sam początek był dla mnie dość ciekawy, bo nikt nie prowadził mnie za rękę, tylko zostałem zaprowadzony do laboratorium i dostałem przykaz: zobacz, co uda ci się z tego zbudować. Wtedy powstały moje najdziwniejsze projekty, ale brałem też udział przy budowie innych naszych robotów, np. roboty Marek, Boguś i Dromader. Przerabiałem też quada, tak aby był zdalnie sterowany. Wtedy też poczułem niesamowitą radość z tworzenia systemów sterowania, więc jestem wdzięczny za ten okres, choć przyznam, że był dla mnie trochę przytłaczający.

Kim jest automatyk?
W moich realiach, automatyk to osoba, która musi zadbać o to, aby wynalazek, nad którym przez 2,5 roku pracuje zespół mechaników działał tak, jak to sobie od początku zamierzyli. W innym przypadku, to na niego spadnie krytyka.

Co dokładnie należy do zadań automatyka?
Automatyk musi rozumieć co jak działa i dlaczego jest tak a nie inaczej, aby móc przygotować system informatyczny na zderzenie z rzeczywistością. To moje zadanie i chętnie się go podejmuję. Niestety w projekcie SCAR jestem też managerem projektu. Muszę pilnować terminów, finansów, papierologii i spraw administracyjnych. Zajmuje mi to tyle czasu, że faktyczną pracę badawczą podejmuję w czasie wolnym, po godzinach i w weekendy.

Ale czy szef projektu nie powinien być dobrym organizatorem?
Na pewno, ale ja nie jestem po zarządzaniu tylko po automatyce i robotyce. Jak pierwszy raz dostałem spis wymagań, umowy, aneksy i setki innych dokumentów, to nic z tego nie rozumiałem. Prowadzenie własnego projektu to taka dziwna sytuacja, że z naukowca w jeden dzień masz stać się managerem. Musisz być mistrzem administracji, finansów, procedur unijnych, państwowych i uczelnianych , PR-owcem, HR-owcem, marketingowcem, itd. Musisz być jednoosobową orkiestrą. Ja potrafię budować roboty. To chciałem i nadal chcę robić. Zarządzanie chętnie oddałbym komuś innemu.

Pracowałeś w zespołach badawczych na Zachodzie. Tam mają managerów projektu?
Tak i ja też o takim marzę. Dobry manager, który dopilnuje formalności, terminów i zna odpowiednie osoby, to prawdziwy skarb.

Dlaczego w Polsce nie korzysta się z doświadczenia takich osób?
Nie wiem, to chyba strach przed "marnowaniem" pieniędzy, bo taka osoba nie ma wkładu merytorycznego w projekt. Poza tym, w której rubryce wniosku wpisać taką osobę? Jako rozpisać jej koszty utrzymania? Paradoksalnie, to właśnie przez brak managera projektu narażamy się na opóźnienia.
(p.s. – przekroczenia budżetu nie są dopuszczalne, bo nie ma po prostu takiego mechanizmu, który pozwoliłby Ci pozyskać więcej środków na projekt)

W tym momencie ty jesteś managerem projektu SCAR. Kiedy będzie gotowy?
Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z harmonogramem, to zakończymy ten etap w lipcu 2021.

A co potem? Bierzesz się za budowę transformersa?
Kiedyś na pewno.

Projekt SCAR finansowany jest ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju w ramach w ramach programu badań naukowych na rzecz obronności i bezpieczeństwa państwa pn. „Przyszłościowe technologie dla obronności – Konkurs Młodych Naukowców”